无源多传感器系统论文-Muhammad,Mustafa

无源多传感器系统论文-Muhammad,Mustafa

导读:本文包含了无源多传感器系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:传感系统,传感器,LC,继电器

无源多传感器系统论文文献综述

Muhammad,Mustafa[1](2018)在《使用两个继电器开关用于多功能LC无源无线传感器系统》一文中研究指出随着科学技术的发展,能够同时检测多个参数的传感网络的需求越来越多。LC无源无线多功能传感器系统作为一种植入式装置,在大规模食品质量的检测等领域具有诸多的应用。同时LC无源无线多功能传感器系统与传统的分立传感器相比,具有检测系统简单、成本低、尺寸小的优势。本论文提出了一种基于双继电器开关的多功能LC无源无线传感系统,并对提出的LC无源无线传感系统进行建模、仿真和实验验证,最终系统输出多个谐振频率的信号,表明系统具有同时测量多个参数的功能。本论文提出的LC型无源无线传感系统通过两个开关控制叁个不同的电容式传感器,从而达到同时检测叁个参数的目的。传感系统包括电感线圈、叁个电容和两个开关。传感器线圈顺序并联叁个不同的电容,其间依次串联两个开关,从而构成叁个不同的LC谐振电路。读取线圈与传感器线圈通过磁耦合,以无线方式访问传感器并感应出电压,从而控制两个开关。本论文使用ADS软件对该LC传感系统进行建模和仿真,软件中使用叁个独立的模块分别表示压力传感器、相对湿度传感器和温度传感器所对应的叁种不同的谐振频率,并设置两个工作在不同阈值上电磁继电器开关,从而该LC传感系统的叁个电容传感器能够同时测量叁个传感参数。此外,本论文使用MATHLAB软件对此多功能LC传感系统进行了理论分析和验证。本论文为了验证理论模型和仿真的准确性,在电路板上搭建了此传感系统,包含叁个不同外部参数的PCB电感、两个开关和叁个可变电容。实验结果表明,在两个机械开关关断的时候,并将两个开关的寄生电容考虑在内,测得的第一谐振频率为30MHz,可变电容器C1为30pF,C2和C3固定为50pF。打开第一个开关(Sw1),调节C2电容为30pF,而C1和C3固定在50pF,使第二个谐振频率为27MHz。当两个开关Sw1和Sw2都打开时,通过将C1和C2固定在50pF,并且C3变为30pF时,得到第叁个谐振频率响应约为25MHz。实验结果与模拟结果符合,表明本论文提出的LC传感系统可以通过检测叁种不同的谐振频率来同时测试叁种不同的传感器。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-01)

刘子赫[2](2018)在《无线无源声表面波器件与传感器系统的研究》一文中研究指出声表面波(Surfaceacousticwave,SAW)器件基于材料的压电效应,通过叉指换能器的结构实现电信号和声表面波信号的相互转换。声表面波信号在压电衬底表面传输,其传输特性受周围环境的影响,因此SAW器件被广泛用作温度、湿度、应力、应变等物理量传感器,若在声表面波的传输路径上放置化学敏感膜,则SAW器件也可以用来作为化学或生物传感器。声表面波传感器具有无线无源的特性,能够适应多种复杂恶劣环境,在高温、高速、高压等极端场景中有着独特的应用前景。此外,声表面波传感器还可以实现射频编码的功能,能集传感和标签识别功能为一体,实现多点实时感知。无线无源声表面波传感器及系统已成为近年来的研究热点,具有广泛的实用价值。本文阐述了 SAW传感器件的原理、结构特点,以及制备工艺。对谐振型和延迟线型两类结构的SAW传感器进行了理论设计与有限元仿真分析,并进行了实际制备及性能测试,结果显示谐振型SAW器件Q值约为1760,而延迟线性SAW器件能够实现8位编码功能,符合设计预期。在此基础上,对SAW传感器的阅读器系统进行了分析和研究,提出了基于FPGA和功率检波技术的系统方案,设计了 PCB电路,测试了各功能模块的性能。论文的主要工作和成果有:1.在128° Y切向铌酸锂压电基片上,设计、仿真并制备了谐振型的声表面波器件。有限元仿真采用ComsolMultiphysics软件,分析了谐振情况下粒子的位移场分布,获得的谐振频率与理论分析一致;制备的谐振型声表面波的器件经矢量网络分析仪测试,谐振频率为428MHz,Q值约为1760,与理论分析和有限元仿真较为吻合;测量了器件的谐振频率与温度之间的关系,实测结果表明,该器件的谐振频率与温度呈线性负相关关系,具有良好的温度传感特性。2.在上述铌酸锂压电基片上,设计、仿真并制备了一种带8位射频标签编码的延迟线型声表面波器件。射频标签编码经由固定位置上反射栅的分布实现,有反射条表示1,无反射条表示0;采用有限元方法,仿真分析了器件的时域信号,仿真结果可以清晰地辨别出相应的编码情况;用网络分析仪测试了器件的时域回波特性,测试结果表明,本结构的延迟线型声表面波器件可以通过反射栅的有无实现8位编码,符合设计预期,可以用来制作射频标签。3.设计了一种基于FPGA和功率检波技术的声表面波传感器阅读器系统,该阅读器系统包含射频发射模块、射频接收模块,以及信号控制及处理模块。信号控制及处理模块基于FPGA实现,对射频发射模块和射频接收模块进行参数控制,并对接收到的信号进行分析处理;经测试,射频发射电路能够稳定地产生433 MHz左右的频率信号,符合无线无源声表面波传感系统射频问询信号的需求,信号频率、时序可通过FPGA实时调节;接收电路接收到的声表面波返回的信号经由可变增益放大器增益后送入功率检波模块,功率检波模块可实现功率信号到电压信号的转变。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-01-19)

唐丹[3](2015)在《无源无线多参数微型传感器系统研发》一文中研究指出射频识别RID)技术在过去的几十年渗透进了社会生活的方方面面,包括门禁管理,物流追踪,道路收费,国防安全等。然而在许多场合,需要能够检测震动、温度、压力、湿度等环境参数。例如,在密闭油漆喷涂房内,需要实时控制密闭空间内的温湿压状况,以使喷涂效果达到最佳;在旋转的轴承上,置入温度传感监测系统可以及时发现生产中存在的隐患。这些需求推动了微传感器技术与RFID技术的结合,形成了无线传感监控系统,也称为"RFID Sensor"。无线传感系统在可植入医疗器械、机械转动结构、密闭工业环境监测以及恶劣环境监测等方面具有得天独厚的优势,它在改变传统数据收集系统的同时也改变人类的生活生产方式。实现无线传感系统的途径既有有源遥测又有无源遥测。有源遥测系统提供了相对较长距离的双向数据传输能力,但尺寸比较大,而且受电池使用寿命的限制。无源遥测传输距离较短,但是由于内部无源,器件理论上可以拥有无限寿命。目前实现无源遥测有两种方式:一种是将电容式传感器与微电感串联形成LC传感器节点,通过检测LC谐振频率的变化完成环境参数的监控。另外一种是将微传感器与传感器检测电路集成,通过电路实现背反射调制将测量数据传递给外部。LC无源无线节点结构简单,但是需借助外部设备,且测量距离非常小。本论文设计出基于背反射调制的电感耦合式无源无线多传感器监测系统,非常适用于密闭空间的环境监测。主要的研究内容和创新包括:首先介绍了电感耦合系统的理论基础,比较几种无源无线传感器遥测系统优缺点。对基于射频反射调制的无源无线系统的研究现状作了分析,为后续设计打下理论基础。然后对基于射频反射调制的无源无线系统各个模块的设计做了理论分析,并利用软件进行电路仿真,寻找可行的系统电路实现方法。接着提出了适用于监测密闭空间和旋转结构的多个环境参数的系统,即基于背反射调制的电感耦合式多参数传感器环境监测系统。系统包括两部分:主系统和次系统。主次系统间通过互耦电感进行能量传输和数据接收。次系统集成了温湿压电容式传感器,采用松弛振荡器完成电容-频率的转换。利用时分复用电路实现多传感器的同步测量。将得到的频率信号调制主次系统电感上的载波,再由主系统的检波电路从已调载波中恢复频率信号。从频率信号中提取时钟信号,实现异步通信。利用主次电感共振的方式实现最大耦合距离。在完成设计后,将系统置于密闭的实验箱中进行温湿压测试。测试得到的温湿压曲线线性度和可重复性均良好。由于本系统中的C-f转换是非线性的,对于不同大小的电容式传感器转换精度不同。温湿压传感器的测量精度分别为0.52kHz/℃,-0.132kHz%RH和-0.156kHz/kPa。在本文的最后对后期工作进行展望,指出可以通过电感设计和阻抗匹配的方法提高系统的耦合效率,通过增加一个固定参考电容实现差频测量电容式传感器的方法,可以减少由于寄生参数和温度影响造成的测量误差,提高传感器测量精度。后期电路采用集成电路制造,可以大大降低系统的尺寸及功耗,使得系统的耦合距离大大增加,从而在医疗检测、工业控制、食品安全等领域有较为广阔的发展空间。(本文来源于《东南大学》期刊2015-03-01)

候锋[4](2014)在《无源无线多参数微纳传感器系统中无线遥测模块的设计与实现》一文中研究指出随着无线传感网络技术应用领域的不断扩大,传感器的使用越来越频繁,通常情况下,传感器与上位机之间的传输模块只适用于当前传感器,功能单一,缺乏通用性,所以针对上位机能收集到多种传感器节点的数据,需要一种具备通用性、多接口功能的传输模块。本文结合了国家863项目“工业用高端微纳传感器与系统研究开发”中的“无线、无源、多参数微纳传感器系统”课题,研究并设计出适用于多种传感器节点的无线遥测模块,具有通用性及多接口特点,实现了数据的采集、处理、无线传输等功能。首先,本文结合了“无线、无源、多参数微纳传感器系统”课题背景分别对无线遥测模块的硬件功能和软件功能进行了需求分析,以短距离,低功耗的ZigBee技术为主要无线通信技术手段提出了无线遥测模块的软硬件设计方案并且分析了其可行性。然后,本文给出了无线遥测模块的具体设计过程,硬件部分包括元器件的选型,电源电路设计,FT232外围电路设计,MAX3232外围电路设计,MAX485外围电路设计,CC2530外围电路设计及棒状天线的选择,PCB设计及电路板的焊接,还有无线遥测模块的硬件调试。硬件电路集成了 RS232接口、USB接口、TTL接口、RS422/485接口、电源模块和一个CC2530模块的插槽,实现了各部分电平的相互转换功能,为各种传感器节点提供了接口并提供12V到5V到3.3V的电压转换功能。软件部分是基于ZigBee 2007协议栈来设计实现的,在了解了 ZigBee技术协议标准、规范、构成及协议栈工作原理的基础上,为了迎合课题背景需求和验证无线遥测模块的硬件功能,本文以设计实现两个实例为目标,一个实例是无线IC卡考勤机,另外一个实例是无线频率计,每个实例的软件设计都是由两部分组成,一部分是终端设备的软件设计,另一部分是协调器的软件设计。最后,本文对无线遥测模块进行了功能测试和验证分析,基于不同的硬件接口方案,第一个实例实现了应用IC卡对人员的无线考勤功能,第二个实例实现了对矩形波频率的无线统计功能,满足了课题对无线遥测模块软硬件功能的需求。(本文来源于《安徽大学》期刊2014-05-01)

修建华,修建娟[5](2012)在《分布式无源传感器系统多目标跟踪算法》一文中研究指出研究了分布式无源多传感器系统多目标跟踪问题,在只有测向信息可以利用的情况下,分布式系统首先利用波门技术分别对各个无源传感器角度测量数据进行关联配对和滤波;然后,将处理结果送到融合中心,在融合中心通过构造的χ2分布检验统计量进行多目标方位航迹的关联;最后,通过交叉定位和位置信息融合获得多个目标的位置信息估计,实现无源多目标跟踪。论文通过仿真分析对算法的有效性和可行性进行了验证。(本文来源于《海军航空工程学院学报》期刊2012年01期)

吴佚卓,陈希明,苏林,孙彦赞[6](2007)在《无线、无源声表面波传感器系统中检波方案的实现》一文中研究指出介绍了无源无线声表面波传感器系统,通过对声表面波的回波窄带信号的分析,阐述了基于数字方式解调回波窄带信号的数学原理.应用matlab仿真对回波窄带信号进行解调,分析相位误差产生的原因,论证了数字正交检波技术的优越性、可行性.在给出仪器系统硬件框图的基础上,根据虚拟仪器技术构建灵活、便携、开发成本低等优点,提出了应用LabVIEW实现数字正交检波技术的硬件方案.(本文来源于《天津理工大学学报》期刊2007年01期)

张殿友[7](1996)在《模糊聚类分析在舰载无源多传感器系统数据相关中的应用》一文中研究指出分析了无源多传感器系统中数据相关的特点,详细论述了利用“时间滑窗”技术和“模糊聚类分析”算法进行无源多传感器系统数据相关的原理,并利用可信区间估计理论检验传感器测量值的偏差,进行最优融合,在一定程度上解决了无源多传感器系统数据相关的难点。(本文来源于《舰船电子对抗》期刊1996年02期)

张郴平,周一宇[8](1995)在《无源多传感器系统对多目标的跟踪》一文中研究指出讨论了无源多传感器系统对多个运动目标的跟踪问题.针对无源多传感器系统的特点,提出了两种数据相关算法.利用计算机仿真,说明了无源多传感器系统中相关算法与滤波方法相结合对多目标跟踪的性能.(本文来源于《舰船电子对抗》期刊1995年02期)

无源多传感器系统论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

声表面波(Surfaceacousticwave,SAW)器件基于材料的压电效应,通过叉指换能器的结构实现电信号和声表面波信号的相互转换。声表面波信号在压电衬底表面传输,其传输特性受周围环境的影响,因此SAW器件被广泛用作温度、湿度、应力、应变等物理量传感器,若在声表面波的传输路径上放置化学敏感膜,则SAW器件也可以用来作为化学或生物传感器。声表面波传感器具有无线无源的特性,能够适应多种复杂恶劣环境,在高温、高速、高压等极端场景中有着独特的应用前景。此外,声表面波传感器还可以实现射频编码的功能,能集传感和标签识别功能为一体,实现多点实时感知。无线无源声表面波传感器及系统已成为近年来的研究热点,具有广泛的实用价值。本文阐述了 SAW传感器件的原理、结构特点,以及制备工艺。对谐振型和延迟线型两类结构的SAW传感器进行了理论设计与有限元仿真分析,并进行了实际制备及性能测试,结果显示谐振型SAW器件Q值约为1760,而延迟线性SAW器件能够实现8位编码功能,符合设计预期。在此基础上,对SAW传感器的阅读器系统进行了分析和研究,提出了基于FPGA和功率检波技术的系统方案,设计了 PCB电路,测试了各功能模块的性能。论文的主要工作和成果有:1.在128° Y切向铌酸锂压电基片上,设计、仿真并制备了谐振型的声表面波器件。有限元仿真采用ComsolMultiphysics软件,分析了谐振情况下粒子的位移场分布,获得的谐振频率与理论分析一致;制备的谐振型声表面波的器件经矢量网络分析仪测试,谐振频率为428MHz,Q值约为1760,与理论分析和有限元仿真较为吻合;测量了器件的谐振频率与温度之间的关系,实测结果表明,该器件的谐振频率与温度呈线性负相关关系,具有良好的温度传感特性。2.在上述铌酸锂压电基片上,设计、仿真并制备了一种带8位射频标签编码的延迟线型声表面波器件。射频标签编码经由固定位置上反射栅的分布实现,有反射条表示1,无反射条表示0;采用有限元方法,仿真分析了器件的时域信号,仿真结果可以清晰地辨别出相应的编码情况;用网络分析仪测试了器件的时域回波特性,测试结果表明,本结构的延迟线型声表面波器件可以通过反射栅的有无实现8位编码,符合设计预期,可以用来制作射频标签。3.设计了一种基于FPGA和功率检波技术的声表面波传感器阅读器系统,该阅读器系统包含射频发射模块、射频接收模块,以及信号控制及处理模块。信号控制及处理模块基于FPGA实现,对射频发射模块和射频接收模块进行参数控制,并对接收到的信号进行分析处理;经测试,射频发射电路能够稳定地产生433 MHz左右的频率信号,符合无线无源声表面波传感系统射频问询信号的需求,信号频率、时序可通过FPGA实时调节;接收电路接收到的声表面波返回的信号经由可变增益放大器增益后送入功率检波模块,功率检波模块可实现功率信号到电压信号的转变。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

无源多传感器系统论文参考文献

[1].Muhammad,Mustafa.使用两个继电器开关用于多功能LC无源无线传感器系统[D].东南大学.2018

[2].刘子赫.无线无源声表面波器件与传感器系统的研究[D].浙江大学.2018

[3].唐丹.无源无线多参数微型传感器系统研发[D].东南大学.2015

[4].候锋.无源无线多参数微纳传感器系统中无线遥测模块的设计与实现[D].安徽大学.2014

[5].修建华,修建娟.分布式无源传感器系统多目标跟踪算法[J].海军航空工程学院学报.2012

[6].吴佚卓,陈希明,苏林,孙彦赞.无线、无源声表面波传感器系统中检波方案的实现[J].天津理工大学学报.2007

[7].张殿友.模糊聚类分析在舰载无源多传感器系统数据相关中的应用[J].舰船电子对抗.1996

[8].张郴平,周一宇.无源多传感器系统对多目标的跟踪[J].舰船电子对抗.1995

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